O ruído na acústica ambiental, segundo Magrab (1975), equivale ao som que não é desejado pelo ouvinte, presumivelmente porque é desagradável ou importuno, interferindo na percepção do som desejado ou psicologicamente prejudicial. Por se considerar como sendo um som não desejado, não tem necessariamente nenhuma característica física particular para distingui-lo do som desejado, conseqüentemente, a palavra “ruído” é usada freqüentemente no lugar do “som” meramente para atentar para a sensação “desconforto”.
Para Almeida (1982), o termo expressa uma sensação subjetiva auditiva, originada por movimento vibratório e propagada através de meios sólidos, líquidos ou gasosos, com uma velocidade diferente, segundo o meio empregado em sua propagação; psicologicamente, entende-se por ruído uma sensação auditiva desagradável, podendo ser classificado de três maneiras: ruído contínuo, ruído flutuante e ruído de impacto (impulsivo). Ruídos contínuos são aqueles cuja variação de nível de intensidade sonora é muito pequena em função do tempo; ruídos flutuantes são aqueles que apresentam grandes variações de nível em função do tempo e ruídos de impacto (impulsivos) são aqueles que apresentam altos níveis de intensidade sonora, num intervalo de tempo muito pequeno.
Em linguagem técnica, o ruído é um som de grande complexidade, resultante da superposição desarmônica de sons provenientes de várias fontes. Seu espectro sempre será uma confusa composição de ondas harmônicas sem qualquer classificação ou ordem de composição (GERGES, 2000).
Em termos de definição, som, seja ele agradável ou não, é qualquer variação de pressão (no ar, água ou outro meio) devido a uma perturbação mecânica que estimule o sistema auditivo humano (FERNANDES, 2000), a esta variação de pressão atribui-se o termo pressão sonora. Qualquer fenômeno capaz de causar ondas de pressão no ar é considerado uma fonte sonora. Pode ser um corpo sólido em vibração, uma explosão, um vazamento de gás a alta pressão, etc.
Basicamente, todo som se caracteriza por três variáveis físicas: timbre, freqüência e intensidade. Timbre é a forma de onda da vibração sonora, permite reconhecer a fonte geradora do som. Freqüência (f) é o número de oscilações por segundo do movimento vibratório do som. Para uma onda sonora em propagação, é o número de ondas que passam por um determinado referencial em um intervalo de tempo (FERNANDES, 2000).
O ouvido humano é capaz de captar sons de 20 a 20.000 Hz, definida como faixa audível de freqüências ou banda audível. Os sons com menos de 20 Hz são chamados de infra-sons e os sons com mais de 20.000 Hz são chamados de ultra-sons (GERGES, 2000).
A intensidade do som é a quantidade de energia contida no movimento vibratório. Essa intensidade se traduz com uma maior ou menor amplitude na vibração ou na onda sonora. Para um som de média intensidade essa amplitude é da ordem de centésimos de milímetros. A intensidade de um som pode ser medida por dois parâmetros: da energia contida no movimento vibratório quantificada em watts por metro quadrado (W m-2) ou da pressão do ar causado pela onda sonora quantificada em Pascal (Pa = 1 N m-2). Como valor de referência para as medições, fixou-se a menor intensidade sonora audível, que é de 10-12 W m-2 para energia e 20µPa para pressão sonora (MAGRAB, 1975; GERGES, 2000).
A relação logarítmica entre o nível de intensidade ou pressão sonora aferido no local de estudo e seu respectivo valor de referência, define a unidade de escala “BEL”, sendo o “decibel”, a décima parte do BEL (MAGRAB, 1975; GERGES, 2000).
A denotação “dB” não representa nenhuma unidade física, mas indica que houve uma transformação logarítmica relacionando unidades físicas conhecidas (potência, pressão sonora). O decibel não é uma unidade de medida, mas apenas uma escala logarítmica (GERGES, 2000). O nível de intensidade acústica é definido pela eq. (3):
I I log * 10 = NI 0 10 (3) em que:
NI = nível de intensidade sonora, dB; I = intensidade acústica, W m-2; e I0 = intensidade de referência, W m-2.
A intensidade acústica é proporcional ao quadrado da pressão acústica, então o nível de pressão sonora é dado pela eq. (4):
P P log * 20 = P P log * 10 = NPS 0 2 0 2 (4) em que:
NPS = nível de pressão sonora, dB; P = pressão acústica, N m-2;
P0 = pressão de referência mínima audível ( 2 x 10-5 N m-2).
Para captação dos níveis de pressão sonora (ruído) da fonte de interesse, em ambiente onde existam outras fontes emissoras, deve ser considerada a influência de mais uma grandeza atuante no meio, que é o ruído de fundo. Este é definido como ruído ambiental, gerado por outras fontes que não o objeto de estudo (GERGES, 2000). A equação utilizada para extração do ruído do fundo é em função dos valores de ruídos expressos na escala de decibéis (dB), normalmente fornecidos pelos medidores de pressão sonora. Gerges (2000) propôs a eq. (5), utilizada para este cálculo:
− = 10 L 10 Lt f 10 10 log * 10 NPS (5) em que:
NPS = nível de pressão sonora sem o ruído de fundo, dB; Lt = nível de ruído total, dB;
Lf = nível de ruído de fundo, dB.
Os dados obtidos dos níveis de pressão sonora são a principal ferramenta para avaliação dos problemas de ruído em um ambiente, e devem ser captados com equipamentos específicos, tais como os medidores de nível de pressão sonora ou mais conhecidos como decibelímetros, que estejam de acordo com as normas IEC-651 Classe II e ANSI S1.4 Classe II para Medidores de Nível Sonoro (MINIPA, 2002).
Os decibelímetros são compostos de: microfone; atenuador; circuitos de equalização; circuitos integradores e visor (digital ou analógico) graduado em dB, e, obrigatoriamente, contém 2 curvas de ponderação - os circuitos de equalização devem fornecer ao usuário a opção de escolha para as curvas A ou C (Figura 3), sendo que alguns aparelhos contêm as curvas B e D (FERNANDES, 2000).
As curvas de ponderação (ou equalização) são utilizadas para que o aparelho efetue as medições do ruído de acordo com a sensibilidade do ouvido humano. Essa equalização é dada pela curva "A" que atenua os sons graves, dá maior ganho para a banda de 2 a 5 kHz, e volta a atenuar levemente os sons agudos, sendo exatamente a curva de sensibilidade do ouvido. A curva de ponderação "C" é quase plana e foi incorporada aos medidores, caso haja necessidade de medir todo o som do ambiente (sem filtros), ou para avaliar a presença de sons de baixas freqüências. A Figura 3 ilustra que a grande diferença entre as Curvas "A" e "C" está na atenuação para baixas freqüências. Portanto, se, durante uma medição de ruído, existir uma grande diferença entre os valores medidos na escala "A" e "C", significa que grande parte do ruído encontra-se na faixa de baixas freqüências (FERNANDES, 2000).
Figura 3 - Curvas de ponderação A, B, C e D Fonte: Sampaio (2004)
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3 USO DA GEOESTATÍSTICA PARA AVALIAR A CAPTAÇÃO AUTOMÁTICA DOS NÍVEIS DE PRESSÃO SONORA
Resumo
A busca por metodologias de coleta automática dos níveis de pressão sonora (ruído) emitidos por animais em sistema intensivo de produção ainda são escassas na literatura. Com as questões relacionadas ao bem-estar animal e a evolução da zootecnia de precisão, tem-se buscado por métodos não-invasivos para quantificar e qualificar tal situação. Pesquisas relacionando a resposta do animal, seja por ruído ou vocalização, quando em ambientes de produção intensiva, despontam como proposta futura para quantificar situações de conforto e desconforto térmico, que muito podem afetar o desempenho produtivo do animal, podendo acarretar perdas na produção. As metodologias descritas na literatura não utilizam sistemas automáticos para captar os níveis de pressão sonora emitidos no ambiente, seja pelo animal ou qualquer outra fonte sonora, podendo prejudicar a captura real dos níveis sonoros emitidos pelos animais, devido à presença humana influenciar a liberdade dos animais expressarem comportamentos normais. Sendo assim, objetivou-se com este trabalho, estudar a influência da distribuição dos decibelímetros (que são medidores de pressão sonora) na captação automática dos níveis de pressão sonora, em ambiente de produção intensiva. O experimento foi conduzido em uma granja comercial de suínos situada em Monte Mor – SP, sendo utilizada uma sala do galpão de creche para avaliar dois layouts de distribuição dos decibelímetros. A sala foi dividida em dez quadrantes idênticos e os decibelímetros foram instalados no centro geométrico de cada quadrante. Foram testados dois layouts, sendo um com dez decibelímetros (quadrantes completos) e outro com cinco (incompletos) dispostos na forma “zigue-zague”. Os níveis de pressão do ambiente foram registrados em todos os equipamentos ao mesmo tempo. Utilizou-se a geoestatística para avaliar a possibilidade de dependência espacial entre os decibelímetros e para predizer os níveis de pressão sonora em locais onde não foram instalados decibelímetros. Como estatística básica, utilizou-se a correlação entre os dados adquiridos em cada decibelímetro para os layouts estudados. Utilizando a geoestatística foi possível afirmar que não houve dependência espacial entre os pontos de captura dos níveis de pressão sonora em cada um dos layouts estudados, e esta afirmação pôde ser confirmada por intermédio da análise de correlação entre os dados armazenados em cada decibelímetro, para ambos os layouts. Pela proximidade dos valores de correlação encontrados, em cada layout estudado, verifica-se a homogeneidade da propagação dos níveis de pressão sonora no interior da instalação, podendo concluir que, para o ambiente avaliado, faz-se suficiente a utilização de somente um equipamento para a captação automática dos níveis de pressão sonora. Palavras–chave: Distribuição espacial; Decibelímetros; Suínos; Ruído animal;
Abstract
The search for methodologies of automatic collection of sound pressure levels (noise) emitted by animals in intensive production systems are still scarce in the literature. With questions related to animal welfare and animal precision livestock farming’s evolution, it is being searched non invasive methods to quantify and qualify such situation. Researches relating animal’s answer, be it by noise or vocalization when in intensive production environments, overtopping as a future propose to quantify situations of thermal comfort and discomfort that can affect a lot animals productive performance, which can lead to losses on production. Methodologies described in the literature do not use automatic systems to capture sound pressure levels emitted in the environment, be it by the animal or by any other sound source, which can prejudice real capturing of sound levels emitted by the animals, due to humane presence influences animals freedom to express normal behaviours. Thus, the objective of this work was to study the influence of distribution of the decibelimeters (which are measurers of sound pressure) in sound pressure levels’ automatic capturing, in a intensive production environment. Experiment was conducted in a commercial swines farm situated in Monte Mor – SP, where was used a room from nursering’s shed to evaluate two distributions layouts of the decibelimeters. The room was divided in ten identical quadrants and decibelimeters were installed in the geometrical centre of each quadrant. Two layouts were tested, where one had ten decibelimeters (complete quadrants) and another with five (incomplete) arranged in a zigue-zague form way. Environment pressure levels were registered in all equipments at the same time. Geostatistical was used to evaluate the possibility of spatial dependence among the decibelimeters and to predict sound pressure levels in places where decibelimeters were not installed. As elementary statistics, correlation was used between data acquired in each decibelimeter to the studied layouts. By the use of geostatistics was possible to affirm that did not have spatial dependence among the points of sound pressure levels capturing in each of the studied layouts, and this affirmation could be confirmed through correlation analysis between stored data in each decibelimeter, to both layouts. Due to proximity of correlation values found, in each studied layout, was verified the homogeneity of sound pressure levels’ propagation inside the installment, making possible to conclude that, to the evaluated environment, it is enough the use of just one equipment to capture automatically sound pressure levels.